混凝土管+塑料襯層:市政給水管的新選擇

　　陜西省寶雞市馮家山引水工程的輸水管道自工程試供水以來，10年間出現(xiàn)了11次爆管事件。這不僅將這一工程的當事人再次推向輿論的風口浪尖，也使這一事件的主角——混凝土管成為人們關注的對象。 

　　混凝土管道因為工程造價比較低，近百年來一直在我國市政建設中發(fā)揮著重要作用。但是，該產(chǎn)品存在耐化學腐蝕性差、管接口處易滲漏、受地質沉降影響大等明顯缺點，制約著該產(chǎn)品在我國更多市政給水工程中的應用。而歐洲國家通過對該產(chǎn)品進行技術改造，開發(fā)并推廣應用了一種新的管道產(chǎn)品———混凝土管+塑料襯層，并使這種新產(chǎn)品成為輸水、排水和化工輸液工程中管道品種的新選擇。 

　　混凝土管襯塑技術設計 

　　混凝土管內壁的襯層可選用HDPE材料。由HDPE材料組成的這種襯層具有諸多優(yōu)點:耐化學腐蝕性；摩擦系數(shù)低，可提高管道輸水能力；衛(wèi)生可靠，可輸送飲水。管道接口可用HDPE焊接，安全可靠，可防止污染地下水；柔韌性好，耐低溫，具有抗地質沉降變形的能力。此外，HDPE襯層符合EN10204(DIN50049)標準，無孔隙，經(jīng)過實驗證明：厚度為1毫米的HDPE，其防漏性相當于200毫米厚的混凝土。 

　　綜上所述，由HDPE襯層和混凝土管所形成的復合型管道，是一種綜合性能優(yōu)秀的市政給水管道?；炷凉軆纫r塑料的力學性能分析一、HDPE內襯層結構設計 

　　1.HDPE材料是一種非極性高分子材料，它與混凝土表面不具有親和性。HDPE內襯層外壁上嵌有相當數(shù)量的Y字型或倒錐形凸釘，借助凸釘，襯層將在軸向和徑向以同等附著力嵌埋在混凝土管內壁上。2.HDPE內襯層上的凸釘和板之間沒有焊縫，剪切力很大，軸向或徑向剪切力能高達1800牛頓。3.HDPE內襯層和混凝土整體結合，使管材的環(huán)剛度得到很大的提高。 

　　二、混凝土管內襯塑料的力學性能 

　　法國東部區(qū)域實驗室的試驗顯示:混凝土管在受力65牛頓時變形兩毫米即斷裂。而內襯HDPE的混凝土管，在受力85牛頓時變形1.8毫米，但未斷裂。這兩種管道都是混凝土受力，說明HDPE襯層起到了增強作用。試驗顯示：混凝土管內襯塑料后抗壓強度比無內襯的混凝土管提高了兩倍。 

　　試驗還顯示：沒有內襯HDPE的混凝土管，當變形7.5毫米時，環(huán)剛度為140千牛，而帶內襯的混凝土管變形25毫米時環(huán)剛度為260千牛，在變形12.5毫米時環(huán)剛度為180千牛，是剛性變形，而12.5毫米~25毫米變形階段為彈性變形。  [Page]

　　三、混凝土管內襯塑料破環(huán)后狀態(tài)分析 

　　混凝土內襯塑料后環(huán)剛度得到大幅度提高，德國Oldenburg的IRO機構測試過程發(fā)現(xiàn)：當管頂端受壓，水平和垂直方位出現(xiàn)斷裂，但內襯層并為斷裂，與混凝土未出現(xiàn)剝離、塑料內襯層完整無損，仍保持對流體的密封性。 

　　混凝土管內襯塑料的連接方法 

　　生產(chǎn)混凝土管時，將塑料內襯層按必要的直徑焊接成筒，置入到混凝土管的模胎上，這個系統(tǒng)可應用于現(xiàn)有的混凝土管生產(chǎn)過程中。塑料內襯層的厚度原則上是3毫米～5毫米，也可以更薄，視管材在工程中埋深、地下水位高度等條件而定。 

　　HDPE內襯層混凝土管的接口基本有三種形式：管套帶有揭條式、管套帶有內襯重疊式、無管套平口連接式。混凝土管內襯塑料的三種連接方法都需要擠出焊接機，焊條為同等材質的HDPE，直徑為4毫米。所有焊接應嚴格執(zhí)行德國DVS220P1熱塑性材料擠出焊接標準中的規(guī)定的工藝規(guī)程和工藝方案?；炷凉軆纫r塑料應用領域分析一、供水配套工程中的應用。 

　　美國每年要鋪設約2.3×104千米的供水管道，其中12.5％為PPC管、水泥管（47.7％為球墨鑄鐵管，38.7％為塑料管）。大口徑以預應力鋼筒混凝土管為主。由于預應力混凝土管襯塑后可在諸如偏酸性粘土等地質條件惡劣的場合鋪設，還可降低諸如鋼管等大口徑金屬類供水管道的工程綜合造價，因此，預應力混凝土管內襯塑料后管材的應用前景是非?？捎^的。 

　　二、城市排水系統(tǒng)工程中的應用。 

　　城市無壓排水或低壓排水可用混凝土管或鋼筋混凝土管襯塑，這兩種管道可改善混凝土管在接口處易滲漏的缺點，可提高城市排水管網(wǎng)的運行壽命。 

　　三、遠程調水工程的應用。 

　　大口徑管道調水工程的造價主要體現(xiàn)在管材和管道的連接方面，顯然，在管道系統(tǒng)材質的選擇上，混凝土管內襯塑是最理想的。 

　　2002年德國斯圖回特調水工程又一次應用了混凝土管內襯塑料，顯示出新型混凝土管的生命力。 

　　四、城市污水處理廠中水回用遠程輸送中的應用。 

　　由城市污水處理廠輸出的中水管路系統(tǒng)內壓力在0.5兆帕以上，HDPE雙壁波紋管不能應用，實踐中人們傾向于價格較低的混凝土管，因此內襯塑是最理想的選擇，可以提高中水輸送管路系統(tǒng)的運行壽命。 
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